电荷 电荷守恒定律.pptx

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1、 牛顿牛顿曾说：曾说：“我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩，我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩，不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳，以此为乐。不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳，以此为乐。而我面前，则是一片尚待发现的真理的大海。而我面前，则是一片尚待发现的真理的大海。”牛顿并没有发现值得我们知道的每一样东西，其中包括牛顿并没有发现值得我们知道的每一样东西，其中包括电现象和磁现象电现象和磁现象从这章开始，我们将进入更有趣的电从这章开始，我们将进入更有趣的电和磁的世界和磁的世界1 1 电荷电荷 电荷守恒定律电荷守恒定律第一章第一章 静电场静电场金陵中学金陵中学 黄皓燕黄皓燕 物理学史物

2、理学史1：电是什么？：电是什么？公元前公元前6世纪左右，世纪左右，古希腊泰勒斯发现摩擦古希腊泰勒斯发现摩擦过的琥珀过的琥珀吸引吸引轻小物体。轻小物体。公元公元1世纪，世纪，东汉东汉学者学者王充王充在在论衡论衡中写下中写下“顿牟掇芥顿牟掇芥(dn mu du gi)”，指的是，指的是玳瑁的壳玳瑁的壳吸引轻小的物体。吸引轻小的物体。物理学史物理学史2：公元公元1600 年，英国医生年，英国医生吉尔伯特吉尔伯特（15441603）发现用摩擦的方法）发现用摩擦的方法可以使玻璃棒、硫磺、瓷、松香等可以使玻璃棒、硫磺、瓷、松香等物体具有吸引轻小物体的性质。物体具有吸引轻小物体的性质。他把这种吸引力称为他把

3、这种吸引力称为“电力电力”。他。他创造了创造了 电电“electricity”。认为摩擦过的认为摩擦过的琥珀带有琥珀带有电荷电荷（electric charge)。起电方式起电方式1：摩擦起：摩擦起电电 一、电荷一、电荷 1.电荷有两种电荷有两种:用用丝绸摩擦过的丝绸摩擦过的玻璃棒玻璃棒 用用毛皮摩擦过的硬毛皮摩擦过的硬橡胶橡胶棒棒带负电荷带负电荷18世纪富兰克林世纪富兰克林带正电荷带正电荷2.电荷电荷间的间的相互作用：相互作用：同种同种电荷相互电荷相互排斥排斥 异异种电荷相互吸引种电荷相互吸引问题问题1 1：摩擦真的能：摩擦真的能起起电吗？电吗？实证一下：实证一下：在在相同条件下，科学知识可

4、以被重复验证相同条件下，科学知识可以被重复验证。做做看做做看你能判定白色颗粒你能判定白色颗粒是带正电呢还是带是带正电呢还是带负电？负电？趣味小实验趣味小实验 体验活动体验活动：静电贴静电贴观察思考：观察思考：1.静电贴带电吗？静电贴带电吗？2.分开的静电贴带电吗？分开的静电贴带电吗？3.将分开的静垫贴再合上，还带电吗？将分开的静垫贴再合上，还带电吗？猜想一下：猜想一下：18世纪的学者是如何解释这些现象的？世纪的学者是如何解释这些现象的？物理学物理学史史3：法国科学家杜菲：提出法国科学家杜菲：提出“双电流质双电流质说说”。富兰克林富兰克林提出了著名的提出了著名的电荷守恒定律。电荷守恒定律。猜想一

5、下：猜想一下：18世纪的世纪的科学家科学家是如何解释这些现象的？是如何解释这些现象的？物理学物理学史史4：1897年，汤姆逊发现了电子。年，汤姆逊发现了电子。1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构。年，卢瑟福提出了原子的核式结构。18世纪的科学家，开在当时社会文化条件下世纪的科学家，开在当时社会文化条件下，对带电的对带电的现象进行探究现象进行探究，他们根据观察到的现，他们根据观察到的现象，提出了正负电荷、发现了电荷间的作用，象，提出了正负电荷、发现了电荷间的作用，提出了对电的本质的假说，现在看来，当时的提出了对电的本质的假说，现在看来，当时的假说显然是错的。所以说，人类对电荷本质的假说显然是错

6、的。所以说，人类对电荷本质的认识经历了循序渐进、不断探索的过程认识经历了循序渐进、不断探索的过程。科学知识的暂时性、发展性原子的构成原子的构成原子原子原子核原子核核外电子核外电子（负电）（负电）（正电）（正电）原子显原子显电中性电中性摩擦为什么能起电摩擦为什么能起电?原子（中性）原子（中性）正离子正离子得到电子得到电子失去电子失去电子起电原因：不同物质的原子核起电原因：不同物质的原子核束缚电子束缚电子的能力不同。的能力不同。得到电子的物体：带负电得到电子的物体：带负电失去电子的物体：带正电失去电子的物体：带正电负离子负离子实质：实质：电子的转移电子的转移+摩擦起电过程摩擦起电过程问题问题2：用

7、什么仪器能检验一个物体是否带电用什么仪器能检验一个物体是否带电？金属球金属球金属杆金属杆金属箔片金属箔片验电器验电器静电计静电计绝缘垫片绝缘垫片金属指针金属指针金属外壳金属外壳起电方式起电方式2：接触接触起电起电 不带电的物体跟带电的物体接触时，不带电的不带电的物体跟带电的物体接触时，不带电的物体与带电物体带上同种电荷的现象。物体与带电物体带上同种电荷的现象。接触起电的实质？接触起电的实质？。观察思考观察思考问题问题3：验电器（静电计）为什么选择金属杆？验电器（静电计）为什么选择金属杆？金属球金属球金属杆金属杆金属箔片金属箔片验电器验电器静电计静电计绝缘垫片绝缘垫片金属指针金属指针金属外壳金属

8、外壳关于关于导体导体与与绝缘体绝缘体 金属金属导体导体有大量的自由电子。有大量的自由电子。玻璃棒玻璃棒、橡胶、橡胶棒棒绝缘体绝缘体不存在自由电子。不存在自由电子。问题问题4：把带电体移近不带电的导体把带电体移近不带电的导体，可以使导体带电吗？可以使导体带电吗？+-+把把带电体移近不带电的导体，可以使导带电体移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做感应起电。体带电的现象，叫做感应起电。起电方式起电方式3：感应起电：感应起电+-+n枕形导体两部分所带电荷的电性相反。枕形导体两部分所带电荷的电性相反。n枕形导体两部分所带电荷的电量相等。枕形导体两部分所带电荷的电量相等。+感应起电的感应起电的本质

9、：本质：不是不是电荷的创生，是电子从导体的一电荷的创生，是电子从导体的一部分转移到另一部分的结果。部分转移到另一部分的结果。-感应起电的感应起电的本质：本质：不是不是电荷的创生，是电子从导体的一电荷的创生，是电子从导体的一部分转移到另一部分的结果。部分转移到另一部分的结果。起电方式起电方式3：感应起电感应起电 起电方式起电方式1：摩擦起摩擦起电电起电方式起电方式2：接触接触起电起电二、电二、电荷守恒定律荷守恒定律 大量大量事实事实表明表明，电荷电荷既不会创生，也不会消灭，它只能既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体从一个物体转移到转移到另一个物体，或者从物体的一部分另一个物体，或者从物体的一

10、部分转移转移到到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。这叫另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。这叫做做电荷守恒定律电荷守恒定律。18世纪世纪 富兰克林提出了著名的富兰克林提出了著名的电荷守恒定律。电荷守恒定律。二、电二、电荷守恒定律荷守恒定律 一一个与外界没有电荷交换的系统，个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和电荷的代数和总是保持不变的总是保持不变的。（1）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？）电荷的多少如何表示？它的单位是什么？电荷量：电荷的多少电荷量：电荷的多少.单位单位:库仑库仑 C（2）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？）什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？

11、一个电子所带电量为元电荷一个电子所带电量为元电荷.用用 e 表示表示 所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍所有带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍.三三、元电荷元电荷（3 3）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪）元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？位物理学家测定的？元电荷的值元电荷的值 美国科学家密立根美国科学家密立根（4 4）什么是电子的比荷？电子的比荷是多少？）什么是电子的比荷？电子的比荷是多少？电子的电荷量与质量的比值叫做比荷电子的电荷量与质量的比值叫做比荷1964年盖耳曼等人提出年盖耳曼等人提出“夸克夸克”模型，认为基本粒子由更模型，认为基本粒子由更基本的基

12、本的“夸克夸克”粒子及其反粒子组成。它们的电荷是粒子及其反粒子组成。它们的电荷是2e/3，e/3，但至今还未在实验室中观察到孤立的，但至今还未在实验室中观察到孤立的“夸克夸克”。19061917年，年，密立根密立根（R.A.millikan)用著名的用著名的“油滴油滴实验实验”证实出每一滴油滴所带的电量均为某一最大公约数证实出每一滴油滴所带的电量均为某一最大公约数e的整数倍的整数倍,此此e被称为电荷的基本单位被称为电荷的基本单位,叫元电荷叫元电荷.质子、电质子、电子所带的电荷量与它相同子所带的电荷量与它相同.“油滴实验油滴实验”证明了微小粒子带电量的变化是不连续的，证明了微小粒子带电量的变化是不连续的，它只能是元电荷它只能是元电荷 e 的整数倍，即粒子的电荷是量子化的。的整数倍，即粒子的电荷是量子化的。课后研究：密立根油滴实验课后研究：密立根油滴实验课堂小结课堂小结关键词：电子转移、守恒关键词：电子转移、守恒电荷的产生电荷的产生电荷守恒定律电荷守恒定律